專利名稱：控制設(shè)備的數(shù)據(jù)總線接口和具有數(shù)據(jù)總線接口的控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種針對控制設(shè)備、尤其是汽車控制設(shè)備的數(shù)據(jù)總線接口。
本發(fā)明此外還涉及一種控制設(shè)備、尤其是一種汽車控制設(shè)備，該控制設(shè)備具有用于訪問數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)總線接口，以通過該數(shù)據(jù)總線與至少一個(gè)另外的控制設(shè)備進(jìn)行通信。
背景技術(shù)：
在這里，將在一方面為一個(gè)或多個(gè)微處理器和另一方面為數(shù)據(jù)總線之間的交接點(diǎn)稱為接口(Interface)。在將微處理器的信號(hào)輸入耦合到數(shù)據(jù)總線上之前，接口根據(jù)所選擇的傳輸協(xié)議(例如CAN(控制器局域網(wǎng)(Controller Area Network))、TTCAN(時(shí)間觸發(fā)的CAN(Time Triggered CAN))、MOST(面向媒體系統(tǒng)傳輸(MediaOriented Systems Transport))、FlexRay等等)來整理該信號(hào)，該信號(hào)應(yīng)通過數(shù)據(jù)總線傳輸給另一個(gè)微處理器。接口可以是控制設(shè)備的部分，尤其是汽車控制設(shè)備的部分。于是可以在微控制器上處理用于滿足根據(jù)規(guī)定的控制功能和/或調(diào)節(jié)功能的控制程序，并且該微處理器可以用于控制和協(xié)調(diào)通過數(shù)據(jù)總線的通信。但是也可以設(shè)想，接口的微控制器僅僅用于控制和協(xié)調(diào)通過數(shù)據(jù)總線的通信，并得到另外的微控制器的要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，以及僅轉(zhuǎn)交所得到的數(shù)據(jù)。借助接口可以將至少一個(gè)控制設(shè)備連接在數(shù)據(jù)總線上。連接在相同的數(shù)據(jù)總線上的控制設(shè)備于是可以通過數(shù)據(jù)總線彼此間交換信息。
從現(xiàn)有技術(shù)中本來已知的是，在一個(gè)CAN接口中不僅裝設(shè)一個(gè)而且裝設(shè)兩個(gè)或多個(gè)微控制器形式的計(jì)算設(shè)備、尤其是微處理器。在此，可是通常在一個(gè)CAN接口中只互相組合這種僅僅具有一個(gè)CAN控制器的微處理器?？墒?，具有多于一個(gè)的、例如兩個(gè)CAN控制器的微控制器本身也是已知的。因此從現(xiàn)有技術(shù)中，一方面公知了一種具有多個(gè)微控制器的CAN接口。另一方面公知了一種僅僅包括一個(gè)微控制器、可是具有多個(gè)CAN控制器的CAN接口。
按照現(xiàn)有技術(shù)，在具有多個(gè)微控制器的CAN接口中，實(shí)現(xiàn)了在單個(gè)控制器之間通過雙端口RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Random AccessMemory))的內(nèi)部通信?？墒沁@些微控制器是很昂貴的，并且必需許多能量。尤其是在汽車領(lǐng)域中充滿了巨大的成本壓力，而能量不以無限的范圍提供使用。因此，將雙端口RAM用于多處理器系統(tǒng)的微處理器之間的通信不是特別好地適用于汽車。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所基于的任務(wù)是，如下來構(gòu)成和改進(jìn)開頭所述類型的數(shù)據(jù)總線接口，即該數(shù)據(jù)總線接口可以特別靈活地被采用并且在制造方面是成本低的。
為了解決該任務(wù)，從開頭所述類型的數(shù)據(jù)總線接口出發(fā)來建議，該接口包括-兩個(gè)計(jì)算設(shè)備、尤其是兩個(gè)微處理器，這些計(jì)算設(shè)備通過內(nèi)部的數(shù)據(jù)總線互相通信；和-兩個(gè)發(fā)送接收單元(所謂的收發(fā)器)，這些發(fā)送接收單元要么被連接在一個(gè)相同的外部數(shù)據(jù)總線上，要么被連接在兩個(gè)不同的外部數(shù)據(jù)總線上，并且這樣與兩個(gè)計(jì)算設(shè)備連接，使得兩個(gè)計(jì)算設(shè)備要么被連接在該相同的外部數(shù)據(jù)總線上要么被連接在兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)總線上。
本發(fā)明的數(shù)據(jù)總線接口的微處理器和收發(fā)器都被集成在共同的印刷電路板上。微控制器形式的微處理器分別擁有兩個(gè)數(shù)據(jù)總線控制器，以便提高接口的通信能力。數(shù)據(jù)總線控制器中的一個(gè)用于微控制器與另外的數(shù)據(jù)總線接口中的相應(yīng)的微控制器的外部通信，而該另一個(gè)數(shù)據(jù)總線控制器用于微控制器之間的內(nèi)部通信。
針對外部的數(shù)據(jù)通信，裝設(shè)了至少一個(gè)外部數(shù)據(jù)總線。該至少一個(gè)數(shù)據(jù)總線被布置在數(shù)據(jù)總線接口之外。微控制器中的每一個(gè)通過共同的發(fā)送接收單元(收發(fā)器)、或者分別通過自己的發(fā)送接收單元(收發(fā)器)被連接在至少一個(gè)外部數(shù)據(jù)總線上。本發(fā)明的數(shù)據(jù)總線接口的微控制器通過外部數(shù)據(jù)總線與另外的數(shù)據(jù)總線接口或與另外的數(shù)據(jù)總線接口的微控制器相連接，并且可以與這些另外的數(shù)據(jù)總線接口或與另外的數(shù)據(jù)總線接口的微控制器通過至少一個(gè)外部數(shù)據(jù)總線來交換信息。微控制器分別通過其數(shù)據(jù)總線控制器中的一個(gè)(所謂的第一數(shù)據(jù)總線控制器)被連接在收發(fā)器上。
可以設(shè)想將兩個(gè)收發(fā)器連接在同一個(gè)外部數(shù)據(jù)總線上。更準(zhǔn)確地說，兩個(gè)收發(fā)器的第一數(shù)據(jù)總線控制器被連接在相同的數(shù)據(jù)總線上。由于每個(gè)數(shù)據(jù)總線控制器只能管理一定數(shù)量的消息對象(所謂的Message Object)的事實(shí)，本發(fā)明的改進(jìn)方案具有以下的優(yōu)點(diǎn)，即針對一定的數(shù)據(jù)總線的本發(fā)明的數(shù)據(jù)總線接口可以管理明顯更多的消息對象，在本情況下利用兩個(gè)微控制器也即可以管理恰好雙倍這么多的消息對象。
替代地建議將兩個(gè)收發(fā)器連接在不同的外部數(shù)據(jù)總線上。換言之，第一微控制器的第一數(shù)據(jù)總線控制器通過第一收發(fā)器被連接在第一外部數(shù)據(jù)總線上，而第二微控制器的第一數(shù)據(jù)總線控制器通過第二收發(fā)器被連接在第二外部數(shù)據(jù)總線上。不同的數(shù)據(jù)總線可以相同的、或以不同的傳輸率來工作。此外還可以設(shè)想，通過兩個(gè)數(shù)據(jù)總線按照不同的或相同的傳輸速度來傳輸信號(hào)。根據(jù)該替代的改進(jìn)方案，本發(fā)明的數(shù)據(jù)總線接口例如可以作為所謂的網(wǎng)關(guān)來工作。數(shù)據(jù)總線接口因此可以通過兩個(gè)數(shù)據(jù)總線來通信，其中，在兩個(gè)數(shù)據(jù)總線中越過控制設(shè)備或數(shù)據(jù)總線接口的雙向信息交換是可能的。
內(nèi)部數(shù)據(jù)總線被用于內(nèi)部通信，該內(nèi)部數(shù)據(jù)總線被構(gòu)造在數(shù)據(jù)總線接口之內(nèi)，并且將兩個(gè)微控制器通過它們的第二數(shù)據(jù)總線控制器互相連接。微控制器可以不用發(fā)送接收單元(收發(fā)器)而直接連接在內(nèi)部數(shù)據(jù)總線上，因?yàn)橐ㄟ^內(nèi)部數(shù)據(jù)總線跨接的距離是比較小的，并且?guī)缀鯖]有干擾(所謂的電勢偏移和/或電平偏移)來影響通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線傳輸?shù)男盘?hào)。此外，通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線傳輸?shù)牟煌盘?hào)的數(shù)量比較小，以致同樣可以幾乎排除信號(hào)的交互影響。總而言之，內(nèi)部數(shù)據(jù)總線由于其簡單而明了的拓?fù)浜退档偷男盘?hào)通信量因此在正常運(yùn)行時(shí)沒有收發(fā)器也行。通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)交換能夠簡單且成本低地來實(shí)現(xiàn)，但是盡管如此仍然迅速、安全和可靠地工作。內(nèi)部數(shù)據(jù)總線例如可被構(gòu)造為CAN數(shù)據(jù)總線。
因此總共產(chǎn)生了針對不同用途可靈活采用和能夠成本低地實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)總線接口。該數(shù)據(jù)總線接口可以針對兩個(gè)計(jì)算設(shè)備的幾乎所有類型的數(shù)據(jù)總線聯(lián)網(wǎng)來配置?；跀?shù)據(jù)總線接口的靈活的采用可能性，由于與此相聯(lián)系的高的件數(shù)，可以從以下的情況出發(fā)，即當(dāng)不利用本發(fā)明的數(shù)據(jù)總線接口的所有功能時(shí)，當(dāng)例如兩個(gè)微控制器通過共同的收發(fā)器被連接在外部數(shù)據(jù)總線上，并且未被連接在外部數(shù)據(jù)總線上的微控制器通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線和被連接在外部數(shù)據(jù)總線上的另外的微控制器來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時(shí)，該接口相對于已知的接口本身還具有成本優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)第二收發(fā)器保持未利用。
根據(jù)本發(fā)明的有利的擴(kuò)展方案來建議，內(nèi)部數(shù)據(jù)總線包括兩條線路，該兩條線路不用發(fā)送接收單元(收發(fā)器)而被連接在兩個(gè)計(jì)算設(shè)備上。更準(zhǔn)確地說，兩條線路被直接連接在兩個(gè)計(jì)算設(shè)備的數(shù)據(jù)總線控制器中的一個(gè)(所謂的第二數(shù)據(jù)總線控制器)上。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施形式來建議，內(nèi)部數(shù)據(jù)總線的線路通過開路的集電極輸出(所謂的開路集電極(open collector)接頭)被連接在兩個(gè)計(jì)算設(shè)備上。換言之，數(shù)據(jù)總線接口的兩個(gè)微控制器的第二數(shù)據(jù)總線控制器因此擁有內(nèi)部數(shù)據(jù)總線被連接在其上的開路集電極接頭。在開路集電極電路中雖然可能這樣出現(xiàn)不對稱，使得信號(hào)以這種方式比較迅速地變換到“低”(LO)上，即開路集電極電路的晶體管接地，但是信號(hào)由于電路中的寄生電容僅緩慢地上升，這意味著變換到“高”(HI)上?？墒窃趦?nèi)部可以容忍所產(chǎn)生的信號(hào)不對稱。
替代地建議，兩個(gè)計(jì)算設(shè)備通過推挽輸出(所謂的推挽(pushpull)接頭)被連接在發(fā)送接收單元上。兩個(gè)微控制器的第一數(shù)據(jù)總線控制器通過推挽接頭和收發(fā)器連接在外部數(shù)據(jù)總線上，因?yàn)橥仆祀娐繁乳_路集電極電路具有更少的不對稱，以致在微控制器和外部數(shù)據(jù)總線之間的信號(hào)傳輸可以符合ISO(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(InternationalOrganisation for Standardization))和CARB(加里福尼亞空氣資源委員會(huì)(California Air Resources Board))并只以比較小的不對稱來實(shí)現(xiàn)。
此外還建議，兩個(gè)計(jì)算設(shè)備的第一接頭分別通過“與”門被連接在兩個(gè)發(fā)送接收單元之一的第一接頭上。在該實(shí)施形式中，兩個(gè)微控制器的第一數(shù)據(jù)總線控制器的發(fā)送接頭(TxD1)因此被連接在“與”門上?！芭c”門的輸出被引導(dǎo)到共同的收發(fā)器的第一接頭上。優(yōu)點(diǎn)在于，兩個(gè)微控制器可以通過共同的收發(fā)器被連接在外部數(shù)據(jù)總線上。通過兩個(gè)微控制器的發(fā)送信號(hào)的“與”邏輯，當(dāng)?shù)谝晃⒖刂破?、第二微控制器或兩個(gè)微控制器輸出一個(gè)電平時(shí)，通過該共同的收發(fā)器總是在外部數(shù)據(jù)總線上輸出決定性的電平。只有當(dāng)兩個(gè)微控制器無效時(shí)，才不在外部數(shù)據(jù)總線上輸出決定性的電平?？梢詫?shù)據(jù)總線接口的在此情況下未使用的第二收發(fā)器用于另外的目的。如此例如可以設(shè)想，通過在測試和應(yīng)用階段期間未使用的收發(fā)器，將通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線傳輸?shù)男盘?hào)向外施加到外部數(shù)據(jù)總線上，以便可以觀察和分析該信號(hào)。
優(yōu)選地將兩個(gè)計(jì)算設(shè)備的第二接頭分別直接連接在一個(gè)發(fā)送接收單元的第二接頭上。換言之，兩個(gè)微控制器的第一數(shù)據(jù)總線控制器的接收接頭(RxD1)被直接連接在共同的收發(fā)器的第二接頭上。因此將由收發(fā)器接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)交給兩個(gè)微控制器。
除此之外還建議，平行于在第一計(jì)算設(shè)備的第一接頭和一個(gè)發(fā)送接收單元的第一接頭之間的“與”門，布置了第一橋接元件。“與”門可以通過打開和閉合該橋接元件來跨接，并且因此準(zhǔn)無效。以此方式可以使第二微控制器的第一數(shù)據(jù)總線控制器的發(fā)送接頭和因此使整個(gè)發(fā)送路徑脫離“與”門或第一收發(fā)器。通過第一收發(fā)器，僅還將第一微控制器的信號(hào)傳輸?shù)酵獠繑?shù)據(jù)總線上。在閉合的第一橋接元件中，優(yōu)選地不裝備“與”門。只要因此可以實(shí)現(xiàn)相同的作用(將第二計(jì)算設(shè)備與第一收發(fā)器分開)，當(dāng)然也可以代替第一橋接元件，采用任意另一種開關(guān)元件和/或在數(shù)據(jù)總線接口的電路的任意另一個(gè)位置上采用。
有利地將第二計(jì)算設(shè)備的第二接頭通過第二橋接元件連接在第一計(jì)算設(shè)備的第二接頭和第一發(fā)送接收單元的第二接頭之間的連接線路上。通過該橋接元件可以中斷通向第二微控制器的接收路徑，并且因此使第二微控制器的第一數(shù)據(jù)總線控制器的接收接頭脫離第一收發(fā)器或外部數(shù)據(jù)總線。第二微控制器現(xiàn)在可以要么通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線和第一微控制器、要么但是通過第二收發(fā)器來訪問外部數(shù)據(jù)總線。通過閉合第一橋接元件和打開第二橋接元件，使第二微控制器完全脫離第一收發(fā)器。在數(shù)據(jù)總線接口的本來的串行采用(Serieneinsatz)之前來配置橋接元件的位置。也可以甚至在電路中的另一個(gè)位置上應(yīng)用任意另一個(gè)相同作用的開關(guān)元件來代替第二橋接元件。
此外還建議，內(nèi)部的數(shù)據(jù)總線通過開關(guān)元件被連接在兩個(gè)發(fā)送接收單元之一上，其中，借助該開關(guān)元件可以建立和中斷在內(nèi)部數(shù)據(jù)總線和第二發(fā)送接收單元之間的連接。該開關(guān)元件優(yōu)選地被構(gòu)造為布置在內(nèi)部數(shù)據(jù)總線的兩條線路之間的第三橋接元件。通過該第三橋接元件可以例如在應(yīng)用階段期間將內(nèi)部數(shù)據(jù)總線向外引導(dǎo)到外部數(shù)據(jù)總線上。
最后建議，內(nèi)部數(shù)據(jù)總線按照控制器局域網(wǎng)(CAN)標(biāo)準(zhǔn)來工作。同樣建議，外部數(shù)據(jù)總線中的至少一個(gè)按照控制器局域網(wǎng)(CAN)標(biāo)準(zhǔn)來工作。當(dāng)裝設(shè)了多于一個(gè)的外部數(shù)據(jù)總線時(shí)，兩個(gè)外部數(shù)據(jù)總線優(yōu)選地按照相同的標(biāo)準(zhǔn)、例如按照CAN標(biāo)準(zhǔn)來工作，可是如果有必要就以不同的數(shù)據(jù)率工作。通過用于經(jīng)過數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一化，產(chǎn)生了較好的兼容性，以致不用大的附加工作量例如可以將信號(hào)從內(nèi)部數(shù)據(jù)總線引導(dǎo)到外部數(shù)據(jù)總線上。
作為本發(fā)明的任務(wù)的一種其它的解決方案，建議從開頭所述類型的具有本發(fā)明的數(shù)據(jù)總線接口的控制設(shè)備出發(fā)。


從以下在附圖中所示出的本發(fā)明的實(shí)施例的說明中，得出了本發(fā)明的其它的特征、應(yīng)用可能性和優(yōu)點(diǎn)。在此，所有所說明或所示出的特征本身或以任意的組合與它們在權(quán)利要求中的概括或其回引無關(guān)地以及與它們在說明書或附圖中的表達(dá)或示圖無關(guān)地形成了本發(fā)明的主題。其中圖1示出了根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施形式的本發(fā)明的控制設(shè)備；以及圖2示出了根據(jù)第二優(yōu)選實(shí)施形式的本發(fā)明的控制設(shè)備。
具體實(shí)施例方式
圖1中在其總體上利用參考符號(hào)1來表示本發(fā)明的控制設(shè)備。控制設(shè)備1包括被構(gòu)造為微處理器的第一計(jì)算設(shè)備2和同樣被構(gòu)造為微處理器的第二計(jì)算設(shè)備3。在計(jì)算設(shè)備2、3上處理計(jì)算機(jī)程序，以致計(jì)算設(shè)備2、3能夠滿足一定的控制功能和/或調(diào)節(jié)功能。
控制設(shè)備1的優(yōu)選的應(yīng)用領(lǐng)域例如是汽車領(lǐng)域。第一計(jì)算設(shè)備2例如可以承擔(dān)內(nèi)燃機(jī)的控制和/或調(diào)節(jié)，而第二計(jì)算設(shè)備3可以承擔(dān)傳動(dòng)裝置的控制和/或調(diào)節(jié)。
兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3中的每一個(gè)具有兩個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線控制器4、5或6、7。第一計(jì)算設(shè)備2的第一數(shù)據(jù)總線控制器4包括第一發(fā)送接頭TxD1和第一接收接頭RxD1。第一計(jì)算設(shè)備2的第二數(shù)據(jù)總線控制器5包括第二發(fā)送接頭TxD2和第二接收接頭RxD2。相應(yīng)的情況適用于第二計(jì)算設(shè)備3的第一和第二數(shù)據(jù)總線控制器6、7。兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3的第一數(shù)據(jù)總線控制器4、6的接頭TxD1被構(gòu)造為推挽輸出、所謂的推挽接頭。兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3的第二數(shù)據(jù)總線控制器5、7的兩個(gè)接頭TxD2和RxD2被構(gòu)造為開路的集電極接頭、所謂的開路集電極接頭。
兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線8互相通信。內(nèi)部數(shù)據(jù)總線8包括將兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3的第二數(shù)據(jù)總線控制器5、7的發(fā)送接頭TxD2互相連接的第一線路9，以及將兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3的第二數(shù)據(jù)總線控制器5、7的接收接頭RxD2互相連接的第二線路10。由于線路9、10的較小的長度，由于經(jīng)過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線8的兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3和幾乎不存在的干擾源(電勢和/或電平偏移源)之間的較小的傳輸速度，可以放棄采用分開的發(fā)送接收單元(所謂的收發(fā)器)，通過這些發(fā)送接收單元可以將計(jì)算設(shè)備2、3連接在線路9、10上。按照一定的傳輸協(xié)議、例如按照CAN(控制器局域網(wǎng))標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線8的數(shù)據(jù)傳輸。
控制設(shè)備1此外還包括兩個(gè)發(fā)送接收單元(收發(fā)器)11、12。收發(fā)器11、12與被構(gòu)造為具有兩條線路14、15(CAN_H，CAN_L)的CAN總線的外部數(shù)據(jù)總線13連接。收發(fā)器11、12用于整理應(yīng)由外部數(shù)據(jù)總線13接收或通過該外部數(shù)據(jù)總線13發(fā)送的信號(hào)。
根據(jù)第一改進(jìn)方案，兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3這樣與第一收發(fā)器11連接，使得兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3通過這一個(gè)收發(fā)器11與外部數(shù)據(jù)總線13連接。具體地，將兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3的第一數(shù)據(jù)總線控制器4、6的第一發(fā)送接頭TxD1引導(dǎo)到“與”門16的輸入上?！芭c”門16的輸出通過第一電阻17被引導(dǎo)到收發(fā)器11的第一接頭上。平行于“與”門16，將橋接元件18從第一計(jì)算設(shè)備2的第一數(shù)據(jù)總線控制器4的第一發(fā)送接頭TxD1布置到“與”門16的輸出上。
收發(fā)器11的第二接頭通過第二電阻19被連接在第一計(jì)算設(shè)備2的第一數(shù)據(jù)總線控制器4的第一接收接頭RxD1上，并且通過第二橋接元件20被連接在第二計(jì)算設(shè)備3的第一數(shù)據(jù)總線控制器6的第一接收接頭RxD1上。當(dāng)?shù)谝挥?jì)算設(shè)備2或第二計(jì)算設(shè)備3發(fā)出決定性的信號(hào)電平時(shí)，或當(dāng)兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3都發(fā)出決定性的信號(hào)電平時(shí)，在“與”門16的輸出上施加決定性的信號(hào)電平。只有當(dāng)兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3無效時(shí)，才不施加決定性的信號(hào)電平。就這點(diǎn)而言，因此將要發(fā)送的信號(hào)從兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3通過收發(fā)器11轉(zhuǎn)交給外部數(shù)據(jù)總線13。由數(shù)據(jù)總線13接收到的信號(hào)通過收發(fā)器11被傳送給兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3。
為了實(shí)現(xiàn)該功能，第一橋接元件18必須是開路的，而第二橋接元件20必須是閉合的。由于每個(gè)數(shù)據(jù)總線控制器4至7只能管理有限數(shù)量的消息對象(所謂的Message-Object)，所以本發(fā)明的控制設(shè)備1的所述的第一改進(jìn)方案具有以下的優(yōu)點(diǎn)，即控制設(shè)備1可以在外部數(shù)據(jù)總線13上管理雙倍數(shù)量的消息對象，因?yàn)閮蓚€(gè)數(shù)據(jù)總線控制器4、6可以在外部數(shù)據(jù)總線13上分別管理通常數(shù)量的消息，因此共同可以管理雙倍這么多的消息。
根據(jù)第二改進(jìn)方案也可以設(shè)想，第二計(jì)算設(shè)備3通過外部數(shù)據(jù)總線13將要傳輸?shù)男畔⑹紫韧ㄟ^內(nèi)部數(shù)據(jù)總線8傳送給第一計(jì)算設(shè)備2，該第一計(jì)算設(shè)備2于是通過第一收發(fā)器11將信息轉(zhuǎn)交給外部數(shù)據(jù)總線13。在這種情況下，計(jì)算設(shè)備2因此在一定程度上可能作為遞送站來工作。為了實(shí)現(xiàn)該功能，必須閉合布置在內(nèi)部數(shù)據(jù)總線8的兩條線路9、10之間的第三橋接元件21。內(nèi)部數(shù)據(jù)總線8的兩條線路9、10通過上拉電阻22被連接在可以例如是1.8伏特、3.3伏特或5.0伏特的電源電壓Vcc上。以此方式可以將線路9、10上的信號(hào)提高到電平“高”(1.8伏特；3.3伏特；5.0伏特或另一個(gè)電壓)上，這些線路9、10被連接在開路集電極接頭TxD2和RxD2上。兩個(gè)上拉電阻23和24也用于該目的，通過這些上拉電阻23和24將收發(fā)器11的計(jì)算設(shè)備側(cè)的接頭連接在電源電壓Vcc上。
當(dāng)?shù)诙?jì)算設(shè)備3根據(jù)第三改進(jìn)方案通過自己的收發(fā)器被連接在外部數(shù)據(jù)總線13上時(shí)，針對控制設(shè)備1的一定的應(yīng)用情況是合理的。為此目的，第二計(jì)算設(shè)備3的第一數(shù)據(jù)總線控制器6的接頭TxD1和RxD1通過用作電橋的第三電阻25和第四電阻26被連接在第二收發(fā)器12的計(jì)算設(shè)備側(cè)的接頭上。為了在給定的電路中兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3然后通過分開的收發(fā)器11、12訪問外部數(shù)據(jù)總線13，必須閉合第一橋接元件18，除去“與”門16，并且打開第二橋接元件20。
在控制設(shè)備1的開發(fā)和/或應(yīng)用階段期間可能合理的是，將內(nèi)部數(shù)據(jù)總線8置于外部數(shù)據(jù)總線13上。為此目的根據(jù)第四改進(jìn)方案，將內(nèi)部數(shù)據(jù)總線8的兩條線路9、10通過第五電阻27和第六電阻28連接在第二收發(fā)器12的計(jì)算設(shè)備側(cè)的接頭上。以此方式可以從控制設(shè)備1之外通過外部數(shù)據(jù)總線13來觀察和分析通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線8完成的信息傳輸。為了實(shí)現(xiàn)該功能必須打開第三橋接元件21。
本發(fā)明的控制設(shè)備1的主要部分是數(shù)據(jù)總線接口，該數(shù)據(jù)總線接口通過兩個(gè)收發(fā)器11、12和計(jì)算設(shè)備2、3的主管與內(nèi)部數(shù)據(jù)總線8和外部數(shù)據(jù)總線13通信的那些部分來形成。除了針對通信的與必要的連接一起形成數(shù)據(jù)總線接口的這些部分之外，計(jì)算設(shè)備2、3除此之外還擁有用于滿足它們的根據(jù)規(guī)定的控制功能和/或調(diào)節(jié)功能的部分。這些部分例如在計(jì)算設(shè)備2、3上處理控制程序。
圖2中示出了根據(jù)第二優(yōu)選實(shí)施形式的本發(fā)明的控制設(shè)備1。在此，數(shù)據(jù)總線接口的本來的電路與圖1中示出的電路是相同的。不同于來自圖1的實(shí)施形式，圖2中的控制設(shè)備1被連接在兩個(gè)不同的外部數(shù)據(jù)總線上。這樣第一收發(fā)器11利用線路14、15(CAN_H，CAN_L)被連接在第一數(shù)據(jù)總線13上。第二收發(fā)器12利用線路30、31(CAN_H，CAN_L)被連接在第二外部數(shù)據(jù)總線29上。在所示出的實(shí)施例中，通過兩個(gè)外部數(shù)據(jù)總線13、29，按照相同的傳輸協(xié)議、也就是CAN標(biāo)準(zhǔn)來傳輸信息。通過兩個(gè)外部數(shù)據(jù)總線13、29可以相同的或以不同的數(shù)據(jù)傳輸率來傳送信息。所有其它的上面鑒于來自圖1的第一實(shí)施例說明的改進(jìn)方案也可以在圖2中示出的實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。在所示出的實(shí)施例中，第一計(jì)算設(shè)備2通過第一外部數(shù)據(jù)總線13來傳輸和接收數(shù)據(jù)，而第二計(jì)算設(shè)備3通過第二外部數(shù)據(jù)總線29來傳輸和接收數(shù)據(jù)。同樣可以將兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3之間的信息傳輸通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線8經(jīng)過第二收發(fā)器12向外引導(dǎo)給第二外部數(shù)據(jù)總線29，并且通過該第二外部數(shù)據(jù)總線29來觀察。
借助本發(fā)明的多功能的數(shù)據(jù)總線接口可以實(shí)現(xiàn)控制設(shè)備1中的許多任務(wù)和功能性借助內(nèi)部數(shù)據(jù)總線8的電子電路，可能通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線8以直至500k波特的傳輸率來進(jìn)行控制設(shè)備1中的兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3(微控制器)的通信。數(shù)據(jù)總線8也稱為室內(nèi)CAN總線，或稱為控制設(shè)備內(nèi)部的CAN總線。如果期望，并且不在控制設(shè)備1的控制設(shè)備接頭端子32上建立連接，則完全離散地來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3的數(shù)據(jù)交換，并且在控制設(shè)備1之外不能檢測該數(shù)據(jù)交換。在利用外部的、可自由采購的數(shù)據(jù)總線診斷工具相應(yīng)地裝備器件的情況下，內(nèi)部數(shù)據(jù)總線8是完全能監(jiān)控的。軟件開發(fā)者由此可以有效的方式和方法來執(zhí)行他們的軟件、尤其是在內(nèi)部數(shù)據(jù)總線8上的信息交換的校驗(yàn)。內(nèi)部數(shù)據(jù)總線8可以通過控制設(shè)備接頭端子32與控制設(shè)備外部的數(shù)據(jù)總線13或29相連接。由此取消了針對應(yīng)用目的的其它適配器印刷電路板的設(shè)計(jì)。內(nèi)部數(shù)據(jù)總線8與外部的數(shù)據(jù)總線13、29相連接，例如用于運(yùn)行監(jiān)控和與在另外的控制設(shè)備中的其它微處理器通信的目的。
借助數(shù)據(jù)總線接口的電子電路，在適當(dāng)?shù)钠骷b備的情況下，可以將控制設(shè)備1中的兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3中的每一個(gè)接入到共同的控制設(shè)備外部的數(shù)據(jù)總線13上，或分別接入到獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線13、29上，必要時(shí)以不同的傳輸率來接入。在此，器件花費(fèi)和印刷電路板上的位置需求是極小的，因?yàn)殪`活利用了用于接入到外部數(shù)據(jù)總線13、29上必要的收發(fā)器11、12。電路尤其是允許以下的特點(diǎn)-在足夠小數(shù)量的要管理的消息對象的情況下，只能將一個(gè)計(jì)算設(shè)備2或3連接到控制設(shè)備外部的數(shù)據(jù)總線13上。針對另一個(gè)計(jì)算設(shè)備3要通過外部數(shù)據(jù)總線13接收或發(fā)送的信息在此通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線8來交換。在此，優(yōu)點(diǎn)在于很微小的器件花費(fèi)。
-第二計(jì)算設(shè)備3可以被接入到第一計(jì)算設(shè)備2的數(shù)據(jù)總線路徑上。為此打開第一橋接元件18和閉合第二橋接元件20。這有以下的優(yōu)點(diǎn)，即在整個(gè)系統(tǒng)中可以管理雙倍數(shù)量的消息對象。只必需一個(gè)收發(fā)器11，以便將兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3接入到外部數(shù)據(jù)總線13上。配置此外還允許利用相應(yīng)的軟件通過外部數(shù)據(jù)總線13串行地編程兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3的微處理器核心。
-第二計(jì)算設(shè)備3可以通過第二收發(fā)器12被接入到獨(dú)立的外部數(shù)據(jù)總線29上。對此的前提在于，不必進(jìn)行內(nèi)部數(shù)據(jù)總線8的監(jiān)控，并且收發(fā)器12因此可供使用于，將第二計(jì)算設(shè)備3耦合到外部數(shù)據(jù)總線29上。整個(gè)系統(tǒng)因此可以通過兩個(gè)也可以具有不同傳輸率的數(shù)據(jù)總線13、29來進(jìn)行通信。在兩個(gè)數(shù)據(jù)總線13、29中越過控制設(shè)備1進(jìn)行雙向信息交換是可能的。該功能性也被稱為網(wǎng)關(guān)功能性?，F(xiàn)在可利用相應(yīng)的軟件同時(shí)通過數(shù)據(jù)總線13、29來編程兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3的計(jì)算機(jī)核心。
借助所述的本發(fā)明的電子電路，可以在具有兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3的控制設(shè)備1中配置數(shù)據(jù)總線接口，該兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3分別擁有兩個(gè)數(shù)據(jù)總線控制器4、5或6、7，該數(shù)據(jù)總線接口實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3的幾乎所有類型的數(shù)據(jù)總線聯(lián)網(wǎng)。借助比較簡單的電路可以實(shí)現(xiàn)許多功能-兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3通過控制設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)總線連接8以高傳輸率進(jìn)行通信。在控制設(shè)備1之外不能檢測數(shù)據(jù)交換。
-在開發(fā)和/或應(yīng)用階段期間，通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線8來監(jiān)控和控制信息交換。
-將內(nèi)部數(shù)據(jù)總線8接入到外部數(shù)據(jù)總線13或29上。
-兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3在僅僅使用一個(gè)收發(fā)器11的情況下被連接到共同的外部數(shù)據(jù)總線13上。由此在整個(gè)系統(tǒng)中可以管理雙倍數(shù)量的消息對象。
-兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3的微處理器核心可以相繼通過外部數(shù)據(jù)總線13或平行地通過兩個(gè)數(shù)據(jù)總線13、29來進(jìn)行編程。
-CAN網(wǎng)關(guān)功能性。
針對兩個(gè)計(jì)算設(shè)備2、3和針對兩個(gè)收發(fā)器11、12已說明了本發(fā)明的控制設(shè)備1。當(dāng)然也可能利用多于兩個(gè)的計(jì)算設(shè)備和利用多于兩個(gè)的收發(fā)器來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的控制設(shè)備。
權(quán)利要求
1.針對控制設(shè)備(1)、尤其是針對汽車控制設(shè)備的數(shù)據(jù)總線接口，所述接口包括-通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線(8)互相通信的兩個(gè)計(jì)算設(shè)備(2，3)、尤其是兩個(gè)微處理器；和-兩個(gè)發(fā)送接收單元、收發(fā)器(11，12)，該發(fā)送接收單元(11，12)要么被連接在一個(gè)相同的外部數(shù)據(jù)總線(13)上，要么被連接在兩個(gè)不同的外部數(shù)據(jù)總線(13，29)上，并且該發(fā)送接收單元(11，12)這樣與所述兩個(gè)計(jì)算設(shè)備(2，3)連接，使得所述兩個(gè)計(jì)算設(shè)備(2，3)要么被連接在所述相同的外部數(shù)據(jù)總線(13)上，要么被連接在所述兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)總線(13，29)上。
2.按權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)總線接口，其特征在于，所述內(nèi)部數(shù)據(jù)總線(8)包括不用發(fā)送接收單元、收發(fā)器而被連接在所述兩個(gè)計(jì)算設(shè)備(2，3)上的兩條線路(9，10)。
3.按權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)總線接口，其特征在于，所述內(nèi)部數(shù)據(jù)總線(8)的線路(9，10)通過開路集電極接頭被連接在所述兩個(gè)計(jì)算設(shè)備(2，3)上。
4.按權(quán)利要求1至3之一所述的數(shù)據(jù)總線接口，其特征在于，所述兩個(gè)計(jì)算設(shè)備(2，3)通過推挽接頭被連接在所述發(fā)送接收單元(11，12)上。
5.按權(quán)利要求1至4之一所述的數(shù)據(jù)總線接口，其特征在于，所述兩個(gè)計(jì)算設(shè)備(2，3)的第一接頭(TxD1)分別通過“與”門(16)被連接在所述兩個(gè)發(fā)送接收單元之一(11)的第一接頭上。
6.按權(quán)利要求1至5之一所述的數(shù)據(jù)總線接口，其特征在于，所述兩個(gè)計(jì)算設(shè)備(2，3)的第二接頭(RxD1)分別被直接連接在所述一個(gè)發(fā)送接收單元(11)的第二接頭上。
7.按權(quán)利要求5或6所述的數(shù)據(jù)總線接口，其特征在于，平行于所述“與”門(16)，在所述第一計(jì)算設(shè)備(2)的第一接頭(TxD1)和所述一個(gè)發(fā)送接收單元(11)的第一接頭之間布置第一橋接元件(18)。
8.按權(quán)利要求1至7之一所述的數(shù)據(jù)總線接口，其特征在于，所述第二計(jì)算設(shè)備(3)的第二接頭(RxD1)通過第二橋接元件(20)被連接在所述第一計(jì)算設(shè)備(2)的第二接頭(RxD1)和所述一個(gè)發(fā)送接收單元(11)的第二接頭之間的連接線路上。
9.按權(quán)利要求1至8之一所述的數(shù)據(jù)總線接口，其特征在于，所述內(nèi)部數(shù)據(jù)總線(8)通過開關(guān)元件(21)被連接在所述兩個(gè)發(fā)送接收單元之一(12)上，其中，借助所述開關(guān)元件(21)可以建立和中斷在所述內(nèi)部數(shù)據(jù)總線(8)和所述一個(gè)發(fā)送接收單元(12)之間的連接。
10.按權(quán)利要求9所述的數(shù)據(jù)總線接口，其特征在于，所述開關(guān)元件(21)被構(gòu)造為在所述內(nèi)部數(shù)據(jù)總線(8)的兩條線路(9，10)之間構(gòu)造的第三橋接元件。
11.按權(quán)利要求1至10之一所述的數(shù)據(jù)總線接口，其特征在于，所述內(nèi)部數(shù)據(jù)總線按照控制器局域網(wǎng)(CAN)標(biāo)準(zhǔn)來工作。
12.按權(quán)利要求1至11之一所述的數(shù)據(jù)總線接口，其特征在于，所述外部數(shù)據(jù)總線(13，29)中的至少一個(gè)按照控制器局域網(wǎng)(CAN)標(biāo)準(zhǔn)來工作。
13.控制設(shè)備(1)、尤其是汽車控制設(shè)備，其具有用于訪問數(shù)據(jù)總線(13，29)的數(shù)據(jù)總線接口，以通過所述數(shù)據(jù)總線(13，29)與至少一個(gè)另外的控制設(shè)備進(jìn)行通信，其特征在于，所述控制設(shè)備(1)具有按以上權(quán)利要求之一所述的數(shù)據(jù)總線接口。
全文摘要
針對控制設(shè)備(1)、尤其是針對汽車控制設(shè)備的數(shù)據(jù)總線接口，所述接口包括通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線(8)互相通信的兩個(gè)計(jì)算設(shè)備(2，3)、尤其是兩個(gè)微處理器；和兩個(gè)發(fā)送接收單元、收發(fā)器(11，12)，該發(fā)送接收單元(11，12)要么被連接在一個(gè)相同的外部數(shù)據(jù)總線(13)上，要么被連接在兩個(gè)不同的外部數(shù)據(jù)總線(13，29)上，并且該發(fā)送接收單元(11，12)這樣與所述兩個(gè)計(jì)算設(shè)備(2，3)連接，使得所述兩個(gè)計(jì)算設(shè)備(2，3)要么被連接在所述相同的外部數(shù)據(jù)總線(13)上，要么被連接在所述兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)總線(13，29)上。
文檔編號(hào)H04L12/40GK1744066SQ20051009968
公開日2006年3月8日 申請日期2005年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月2日
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